為適應智能制造的發展,智能化也更加成為傳感器發展的重要方向。而所謂的智能化,也就是傳統傳感器的“感知”能力被重新定義,并賦予“分析”和“發出指令”的能力。事實上,這一變化也正在進行。
智能制造大環境下,傳感器的增量市場在哪?
據了解,2017年傳感器市場規模超過2000億美元,預計2018年這一規模將達到2500億美元左右。
始于1950年的傳感器經過半個多世紀的發展,在技術、應用等方面日趨成熟。隨著智能制造的發展,傳感器的未來則更加明朗。
目前業內普遍認為,未來,集成度更高、更加智能化、體積更小是傳感器發展的必然趨勢,這也就意味著其將滿足更多行業、領域和場景的應用要求,安裝也更為方便。
同時,為適應智能制造的發展,智能化也更加成為傳感器發展的重要方向。而所謂的智能化,也就是傳統傳感器的“感知”能力被重新定義,并賦予“分析”和“發出指令”的能力。事實上,這一變化也正在進行。
目前,傳感器正在經歷單一材料到復合材料、簡單結構到系統結構的過程,而原有的物理量感應功能也在進行智能化轉化。本文將圍繞微電子機械系統(mems)麥克風、cmos圖像傳感器和電容式指紋識傳感器三類進行介紹。
微電子機械系統(mems)麥克風
從傳感器的發展路徑來看,隸屬于聲感器大家庭的mems麥克風正逐漸取代傳統的ecm麥克風和超聲波傳感器。
根據yole development的預測,未來三年,mems麥克風的復合年均增長率(cagr)預計達到11%的增長。在應用行業方面,ihs數據顯示,mems傳感器的增長主要在汽車電子領域。而這種增長正是與汽車電子的正向、快速發展有關。前瞻產業研究院數據顯示,未來五年間,汽車電子市場規模將持續增長,至2023年,這一規模將超過3500億美元。
此外,mems麥克風本身所具有的優勢也在各行業同步智能化的步伐中逐漸凸顯。如在人工智能交互方面,ecm麥克風等傳統傳感器工作相對繁瑣,并不是應用在需要采用數組架構的智能語音助理應用中的佳選擇。其次,在智能交互中,傳統單個麥克風也逐漸被多個麥克風陣列所替代,這也促使mems麥克風使用量大幅度上升。
作為一款集成化程度較高的傳感器產品,mems麥克風制造的難點主要集中在將各類異構微機械、微電子元件、微能源封裝在一個微系統中,而其制造技術與ic晶圓制造類相類似但不需要*制程。
目前來看,為了適應新的儲存、計算和通信功能,縮小至納米級的內部元件、并集成更多晶體管和儲存器,即封裝方式和新材料引入自然成為mems麥克風未來發展的趨勢。
cmos圖像傳感器(cis)
圖像傳感器是一種將光學圖像轉換成電子信號的電子設備,主要應用到電荷耦合器件(ccd)和互補金屬氧化物半導體(cis)兩種技術,其中ccd是線性傳感器,其輸出與接收到的光子數量直接相關,而cis是一種較新的并行讀出技術。目前,cis的制造成本遠低于ccd傳感器,這也意味著,cis今后大有發展。
ic insight數據顯示,2017年cis市場規模超過120億美元,同比上一年增長近20%。而在這一市場規模和增量中,智能手機的應用占比較高。據ic insight統計,2012年-2017年,手機領域的應用在cis整個市場規模中的占比保持年均12%的增速。未來,隨著汽車智能化的發展,cis在汽車領域也將有更大的市場去開拓。
目前,cis的主流技術為背照式技術(bsi)和堆棧背照式技術。此外,多層堆疊bsi和混合堆疊bsi也成為未來的發展趨勢。工控小編認為,無論是多層堆疊還是混合堆疊,均是對原有單一的傳統傳感器的升級,方向是更高集成化和更小體積,而終達到的目標是能夠適用于更多場景,也是“殊途同歸”了。
指紋傳感器
說到指紋識別,就繞不開智能手機。作為智能手機領域劃時代的符號,蘋果手機自2013年9月帶有指紋解鎖功能的iphone 5s,指紋傳感器自此在手機領域打開市場。據ihs統計,指紋傳感器市場從2013年幾乎為零的市場規模至2016年已發展到25.5億美元,其中88%的產品為滿足手機應用。毫不夸張的講:手機引入指紋解鎖技術拉動了整個指紋傳感器市場的飛速發展。
指紋傳感器在技術上包括電容式、光學式、熱感式和超聲波傳感扥四類,其中電容式指紋傳感器屬于傳統技術,目前市面上所普遍使用的正是該技術。而隨著手機工藝的發展和技術的革新,屏下光學和超聲波式指紋傳感器市場逐漸擴大。
未來,傳統的電容式指紋傳感器市場規模將有所下降,而代表了手機解鎖技新技術的屏下指紋技術將會成為主要增長動力。據ihs預計,至2023年,指紋傳感器市場規模將超過55億美元,cagr約6%。除了手機之外,安防、醫療和工業等領域也是指紋傳感器較為可觀的市場。
制造業的智能化發展,是一場跨行業的技術變革,這包括工業生產、汽車制造、醫療、農業、消費電子等諸多領域。而隨著萬物互聯的概念的逐步落地,時代對智能傳感技術同樣提出了更多新的要求。
(原標題:智能制造大環境下,傳感器的增量市場在哪?)
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